摘要介绍了湘钢360 m²烧结机工程(包括工艺、设备、自动控制和环保方面)的设计特点，及投产后半年多的生产运行情况。通过设备整改和工艺改进，快速实现了达产及生产的稳定运行。

关键词烧结工艺烧结设备  自动控制环境保护设计生产

1  前言

    根据湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司的总体发展规划，为实现年产600万t钢的发展目标，配合即将投产的2 200 m³高炉的生产需要，湘钢投入了360 m²烧结机工程的建设。该工程采用总承包方式(EPc)，由中冶长天国际工程有限公司承建。2005年11月3日开工，2006年9月15日竣工投产，历时10个半月。工程设计以粉矿烧结为主的烧结机，其主要技术经济指标为：利用系数1．3 t／，(m²·h)，年产量381．3万t，TFe含量为56．7％，碱度为1．9倍，作业率93％，设备总重量一10 030 t，装机总容量30 100 kw，占地面积7．405万m²，工艺流程如图1所示。

2工艺及设备特点

    湘钢360 m²烧结机的设计是在消化、吸收国内外先进经验的基础上，汲取韶钢等同类360 m²烧结机设计及生产的经验教训，结合自身具体情况以及湘钢180 m²烧结机的生产经验而设计的，设计中采用了很多行之有效的技术改革措施和先进的设备，其特点如下。

2．1原料混匀及加工

    1)含铁原料(冷返矿及除尘灰除外)为单一的混匀矿，即所用的各种含铁原料均在原料场二次料场(湘钢自建)混匀，然后由皮带输送到配料室的混匀料矿槽(5个)。

    2)燃料破碎采用两段开路流程，由烧结原料系统将<25 mm的碎焦(或无烟煤)用皮带直接送往燃料粗破(设置两台Ø1 200×1 000对辊破碎机)，粗碎后粒度为0～10 mm，然后由皮带运往燃料细破，细破采用三台Ø1 200×1 000四辊破碎机，破碎后<3 mm粒级占85％以上。

    3)石灰石由三烧1号转运站用皮带运进烧结厂配料室，其粒度为3～0 mm占90％以上，生石灰用密封罐车送至配料矿槽。

2．2配混系统

    配料室共设17个矿槽，其中1～5号为混匀矿槽，6～8号为燃料矿槽，9～12号为生石灰矿槽，13，14号为熔剂矿槽，15，16号为返矿槽，17号为粉尘槽。其中混匀矿槽为3用2备，生石灰槽为2用2备，燃料矿槽为2用1备，其他均为i用1备，粉尘槽不设备用槽。混匀矿和冷返矿采用Ø3 000圆盘和电子皮带秤给料；粉尘用调速刚性叶轮给料机和电子皮带秤给料，经加湿机润湿；生石灰采用可调速刚性叶轮给料机和电子皮带秤给料后，进入螺旋消化器；其余采用直拖式定量给料机给料。

    混合制粒采用两段式：一混混匀并加水，采用Ø3 800 x 14 000 mm圆筒混合机，混合时问为2．3 min；二混制粒并调整混合料水分，采用Ø4 400×20 000而m圆筒混合机，混合时间3．8min。混匀设备系露天地面布置，采用齿轮齿圈传动，并设有盘车装置及自动喷油润滑系统。二混圆筒内安装了含油尼龙衬板，以防粘料，同时采用喷雾加水，强化制粒，并设有蒸汽预热混合料装置，以强化烧结操作。

2．3烧冷系统

2．3．1布料系统

    铺底料为成品中分出的10～16 mm或5～10 mm烧结矿，铺底料厚度为20～40 mm。布料采用圆辊加九辊布料的方式，先由B=2 000 mm梭式布料小车将混匀料均匀的给到机头混合料矿仓，再由圆辊给料机和九辊偏析布料器将混合料布到台车上，使混合料粒度和含碳量沿料层高度产生合理偏析，沿台车宽度方向分布均匀，料层厚度为650 mm(包括20～40 mm铺底料)，栏板高’700 mm，采用刮料板装置来保持料面平整，避免烧结机边缘效应，保证整个料层具有良好的透气性，垂直烧结速度均匀。

2．3．2点火保温炉

    要求烧结点火用混合煤气热值在8 400 kJ／m³以上，点火温度1 150±50℃，炉膛压力为微负压，点火时间1～1．5 min。为了降低点火煤气消耗，采用了长天公司设计的高效节能的双斜带式点火保温炉，点火面积～4．0×4．0 m，保温和热风段面积～12×4．0 m。正常煤气消耗量约4 200 m³／h，最大煤气消耗量约5 000m³／h。

2．3．3烧结机系统

    360 m2烧结机采用中冶长天公司设计的新型烧结机，为单轴驱动，两点啮合和柔性传动，驱动电机采用交流变频调速，并设置二级扭矩超限保护。机尾采用水平移动架，头尾星轮采用新型连体齿板，并按优化的车轮运行轨迹设置相应的变径弯道，使台车进入弯道后运行平稳，无相互干涉和碰撞。骨架和风箱采用中后部固定向两端移动的方式，消除了热膨胀对密封环节的影响。台车本体采用整体式结构，挡板采用三段式，栏板高700 mm，台车端部设置防磨板，两侧设盲篦条。

    烧结饼经机尾导料槽卸人单辊破碎机，破碎至150 mm以下。破碎后的热烧结矿进入396 m2鼓风环式冷却机冷却，冷却机上料层厚度约l 400 mm，冷却后的烧结矿平均温度≤150℃，冷烧结矿由胶带机运至整粒系统。环冷机散料采用遥控电动小车收集。

2．3．4主抽风系统

    主抽风系统由风箱、集气管、机头电除尘器、主抽风机及烟囱组成。360 m0烧结机采用双侧风箱、双集气管。集气管内沉降的粉尘经电动双层卸灰阀汇同小格散料送至冷却后的烧结矿皮带上。主抽风机(两台)为双吸入离心式烧结抽风机，进口负压17 000 Pa，风量18 000m3／min(工况)。为减小设备噪音，在风机出口管道上设有消声器，风机外壳敷设有隔音材料。烧结主烟囱高度为150 m，出口直径为5．5 m(内径)。

2．3．5余热回收

    该工程利用环冷机高温段的热废气进行热风烧结和生产蒸汽。其中，1号风箱废气引至点火炉保温段，用于烧结料面热风保温；4号风箱废气引至余热锅炉，用于生产蒸汽，并人总网使用。蒸汽参数如下：蒸汽量10～12 t／h，压力0．8 MPa，温度220℃。

2．4成品整粒系统

    筛分整粒系统采用两个筛分室三次筛分的双系列工艺流程，一用一备。一次筛分室内布置两台3 m×9 m外置上振式椭圆等厚振动筛，其分级点为10 mm，两台3 m×7．5 m外置上振式椭圆等厚振动筛，分级点为16 mm；二次筛分室内布置两台3 m×9 m的三次椭圆等厚振动筛，其分级点为5 mm。经一次筛分室分出10～16 mm粒级作为铺底料送往烧结室，多余部分进入成品系统；二筛分室分出<5 mm粒级作为冷返矿送往配料室的冷返矿槽参与烧结配料，5～10 mm粒级的筛上产品既可作为铺底料，又可作为成品。经整粒后的产品分为三个品种：即<5 mm的返矿，10～16 mm(或5～10 mm)的铺底料和5～150 mm的成品烧结矿。

2．5过程检测与自动化控制

    湘钢360 m。烧结机自动控制系统由中冶长天公司开发，采用了施耐德产品，设置了完善的过程检测和控制项目，采用三电合一的计算机控制系统，并应用了国内先进、成熟的烧结控制软件。通过实时采集生产过程中的各种状态参数，由主控室进行集中监视和操作管理，实现了烧结工艺的全过程联动与自动控制。

    系统设计为二级网络结构：一级为基础自动化级，二级为过程控制级。应用软件功能主要包括：配料槽料位管理；配料模型的建立、数据计算及控制；原料数据跟踪、物料平衡计算；混合料加水控制；混合料槽料位控制；返矿槽料位控制；铺底料槽料位控制；点火燃烧控制；BTP计算；画面显示、过程报警等。通过对整个生产过程的参数采集、数据处理、画面显示、超限报警、报表打印、生产过程中设备启停与联锁控制、及各生产设备运转状态监视等进行集中自动化管理，实现了全厂生产操作的高度自动化，并且提高了操作精度，稳定了生产过程，为高产优质提供了重要条件。

2．6环保

    在湘钢360 m²烧结机工程中，对环保给予了足够的重视。考虑到生产运转过程中散发大量粉尘，对环境污染严重，工程对散发粉尘的工序采取了有效的尘源密闭措施，设置机械抽风，以控制粉尘外逸，尽量采用大集中除尘系统。考虑到粉尘的回收利用和便于配料，按粉尘种类分别设置除尘系统。机头设置两台260 m²卧式三电场电除尘器，机尾设置一台200 m²电除尘器，整粒设置一台1 00m²电除尘器，配料设置一台45 m²电除尘器，生石灰配加系统采用湿式除尘器，燃料破碎系统采用布袋除尘器。除尘设备收集的粉尘全部回收利用，电除尘灰由气力输送管道集中送往预配料室或配料室粉尘仓参与配料。

3大型烧结机生产实践

    360 m²烧结机投产后仅12天即实现达产，总体生产情况良好。表1列出了该机自投产到2007年3月份的生产指标完成情况。其中，设备作业率自2006年11月以来连续几个月保持较高，达到了国内先进水平。投产后，通过对设备问题整改、工艺改进及生产操作优化，快速实现了生产的稳定运行。

   3．1投产后设备问题的整改

3．1．1一混刮刀装置改造

    一混刮刀原设计为桥架式支撑梁，生产运行中积料严重，试生产期间，支撑梁就被积料压断。后参照我厂三烧一混的刮刀装置进行改造，将桥架式改为单臂式支撑梁，并调整了刮刀的安装位置，问题彻底解决。

3．1．2一混进料端溢料问题的解决

    工程投产后，当上料量较大时，一混进料端出现了溢料现象。究其原因，主要是混合机倾角小(仅2⁰)，加之给料量大，造成进料端物料堆积；当混合机圆筒旋转时，部分物料被抛出筒外，造成溢料。后将给料皮带机往筒内深入600mm，基本解决了此问题。

3．1．3衬板脱落问题的解决

    投产运行一段时间后，烧结机单辊下料溜槽、环冷机下料斗有大量衬板、轨道钢脱落，造成烧结机运转连续性变差。为此，我们在计划检修期间，对上述部位所有衬板、轨道钢进行了紧固处理，对冲刷严重部位的螺栓实施加固，磨漏严重的下料斗进行无衬板(或轨道钢)化改造，将冲刷面改为格子衬板，以形成料磨料，取得了明显效果，因此类原因造成的停机大为减少。

3．1．4单辊锤头问题的临时措施

    单辊破碎机的锤头与辊齿之间设计为分体式，目的是便于磨损后更换，但运行中却带来了较大麻烦，主要是大型烧结机尾部烧结饼卸矿时冲击力很大，不但造成锤头经常松动脱落，掉入成品系统划坏皮带，而且锤头松动后与单辊篦条撞击，给传动装置带来了潜在的隐患，生产中已发生了一次传动星轮减速机损坏的事故。目前采取的临时措施是定期检查，并焊死加固，待下批进备件时伺机改为整体式，以期彻底解决问题。

3．2工艺改进

3．2．1烧结机布料方法的改进

    湘钢360 m2烧结机24个风箱中，只有1#～3#，15#，16#，21#～24#设有风门，其他未设置，根据湘钢180 m2烧结机的生产经验，这种设置易导致每次计划检修后复产时生产操作比较困难，难烧好，造成返矿多，易跑红矿，大烟道内粉尘浓度、湿度都大，风机叶轮易粘泥，引起振动值升高，需较长时间才能稳定下来。为了改善此状况，我们采用在烧结机台车上铺油布的方法，风机未开风门之前，事先将油布盖满空台车，并在尾部设有一个收布装置，烧结机就可以布料生产，经热负荷试生产后效果很好。

3．2．2高炉返矿的配用

    我厂2 200 m2高炉于11月20日投产后，有部分高炉槽下返矿经皮带机(湘钢自建项目)输送到360 m2烧结机配料室使用，正常情况下，外配返矿增加约6％。对于大量的外部返矿，如果使用不当，会造成烧结矿质量波动。为了克服此影响，通过调整混合料水、碳等工艺参数及采用返矿加水等措施，稳定了烧结机的生产，烧结矿质量也较稳定。

3．2．3  自动配料方式改进

    360 m2烧结机的自动配料系统是由中冶长天公司开发的。生产后，因为燃料和熔剂品种增加，我厂对配料方式进行了改进，主要是在“料量设定”之后增加了按比例分配方式，这样就实现了同类物料的不同品种可按一定比例同时配用。此项改进为燃料、熔剂等原料同时使用不同的品种(如熔剂有生石灰、轻烧白云石等)提供了极大的方便，生产效益显著。

3．3强化生产操作

    大型烧结机的操作存在一个摸索过程。经过半年的实践，产质量不断提高，逐步积累了一些行之有效的操作方法。

3．3．1严格配比操作，稳定烧结矿的化学成分

    360 m2烧结机所用铁料经混匀料场混匀后送至配料室，再进行自动配料，在正常生产情况下，烧结矿质量应该是比较稳定的。然而，由于混合料局部的不均匀性和取样的偏差，可能会造成抽检样的化学成分波动，这时，如果操作人员误以为是配比出了问题而对其进行调整，则会造成烧结矿成分更大的波动。原本调整配比是为了稳定烧结矿质量，而在此情况下，则会造成配比调整次数越多，烧结矿成分波动越大。如2006年10月每班调整配比次数平均是3．5次，全月综合合格率只有73．85％，而2006年11月每班调整配比次数平均只有2次，全月综合合格率达到了75．37％。有鉴于此，我们通过严格配料操作，提高了配比的稳定性。配比调整主要是混匀料换堆时或原料某个品种短缺时的必须调整，因混合料不均匀性和取样偏差误导岗位工人调整配比的情况大为减少，从而使烧结矿质量明显改善。

3．3．2严格控制机速，稳定烧结矿转鼓强度

    关于烧结机机速控制，国内外较先进的方法是采用计算机智能控制，根据系统采集到的各种过程参数分析判断，自动调节，以达到稳定生产的目的。但目前我厂360 m。烧结机机速仍须由岗位人员通过电脑人工调控。由于烧结机台车从机头运转到机尾时间较长，凭人的观察来判断烧结矿质量，再进行调整，显然滞后，且由于操作者水平不同也可能造成相应调整幅度不同，所以一般会造成转鼓强度波动较大。如投产初期，同一工班人员操作，机速和料层厚度变化频繁，料层厚度变化平均3．5次，机速最快与最慢之间相差0．4 m／min，且平均每班变动4．5次，转鼓强度波动达4．88个百分点，不同工班之间变化更大。发现问题后，我们迅速采取了措施，严格烧结机机速控制，针对不同的混匀料堆作出统一规定，并强调各工班的调整幅度只能在规定的±0．10 m／min之内。由于机速稳定，保证了烧结过程的热制度和液相生成时间的统一，使烧结矿转鼓强度得到了保证。此外，稳定的机速所对应的烧结速度也是合理的，从而保证了烧结矿质量均匀。同时返矿率也相对比较稳定，反过来又促进了机速的稳定。这些因素共同作用的结果，使得烧结矿转鼓强度稳定性大大提高。目前，对应每堆混匀料在碱度一定时的烧结矿转鼓强度波动范围一般在2个百分点以内，效果理想。

4结语

    湘钢360 rn2烧结机工程采用了多项国内外行之有效、成熟可靠的先进技术，该工程工艺流程完善，自动化程度高，采用了一批新设备，其工艺与技术装备达到了国内外先进水平。经过投产后半年来的不断改进，并强化生产操作，快速实现了达产及生产的稳定顺行。

(湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂)